CN105543930A - 铝制绝缘套管及其制备方法 - Google Patents

铝制绝缘套管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝制绝缘套管及其制备方法，该制备方法包括：1)将铝制套管进行去油、碱洗和酸洗处理；2)将所述酸洗后的铝制套管于硫酸溶液中进行阳极氧化处理；3)将所述阳极氧化处理后的铝制套管于着色液中进行着色处理，然后进行脱水处理以制得所述铝制绝缘套管；其中，所述着色液含有重铬酸钾、碳酸钠和水。通过该方法制得的铝制绝缘套管具有优异的硬度、耐磨性、绝缘性和导热性能。

Description

铝制绝缘套管及其制备方法
技术领域
本发明涉及高频电源滤波器的配件，具体地，涉及一种铝制绝缘套管及其制备方法。
背景技术
铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性；铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性；铝氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，铝氧化膜是一种良好的绝热层；因此广泛应用于电子及相关行业。
高频电源滤波器中设置有绝缘套管，传统的绝缘套管一般采用非金属材料制作，典型的是利用聚四氟乙烯材料制作，该材料具有以下缺陷：1、硬度不够，极易变形2、导热性能差，3、耐磨性不够。
本发明利用铝制绝缘套管的表面形成有铝氧化膜以起到绝缘电阻、击穿电压和隔热的作用。该套管具有以上铝氧化膜的所有优点，包括高硬度、高耐磨、高绝缘性、良好导热性，应用前景大。发明内容
本发明的目的是提供一种铝制绝缘套管及其制备方法，通过该方法制得的铝制绝缘套管具有优异的硬度、耐磨性、绝缘性和导热性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种铝制绝缘套管的制备方法，包括：
1)将铝制套管进行去油、碱洗和酸洗处理；
2)将酸洗后的铝制套管于硫酸溶液中进行阳极氧化处理；
3)将阳极氧化处理后的铝制套管于着色液中进行着色处理，然后进行脱水处理以制得铝制绝缘套管；
其中，着色液含有重铬酸钾、碳酸钠和水。
本发明还提供了一种铝制绝缘套管，该铝制绝缘套管根据上述的方法制备而得。
通过上述技术方案，本发明首先利用去油、碱洗和酸洗处理对铝制套管进行清洗，接着通过阳极氧化处理使得铝制套管的表面生成一层致密的多孔氧化膜，最后进一步地通过着色和脱水处理使得氧化膜的性能得以进一步的增强。通过上述各步骤的协同作用，使得制得的铝制绝缘套管具有优异的硬度、耐磨性、绝缘性和导热性能，进而使得该铝制绝缘套管具有广泛的应用前景。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是铝制套管与铝线组合后的结构示意图；
图2是套设有铝制绝缘套管的高频电源滤波器的结构示意图。
附图标记说明
1、铝制套管2、铝丝
3、铝制绝缘套管
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种铝制绝缘套管的制备方法，包括：
1)将铝制套管1进行去油、碱洗和酸洗处理；
2)将酸洗后的铝制套管1于硫酸溶液中进行阳极氧化处理；
3)将阳极氧化处理后的铝制套管1于着色液中进行着色处理，然后进行脱水处理以制得铝制绝缘套管3；
其中，着色液含有重铬酸钾、碳酸钠和水。
在本发明的着色液中，各组分的含量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高着色剂的着色效果，优选地，重铬酸钾的浓度为80-120g/L，碳酸钠的浓度为15-20g/L。
在本发明的步骤3)中，着色处理的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高着色剂的着色效果，优选地，着色处理至少满足以下条件：着色温度为75-85℃，着色时间为8-20min。
在本发明的步骤2)中，硫酸溶液的浓度以及阳极氧化处理的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得形成的氧化膜具有优异的厚度和密度，同时提高形成的氧化膜的质量，优选地，硫酸溶液的浓度为180-200g/L，阳极氧化处理还满足以下条件：电解电压为8-12V，电流密度为0.5-0.8A/dm2，氧化膜的沉积速度为3-4um/h，处理时间为35-45min。
在本步骤中，采用铝丝作为阳极氧化的导电传导材料，并且将铝丝弯曲处理，以增加铝丝与铝套管的接触，增加阳极氧化效果。
在本发明的步骤3)中，脱水处理的具体工序可以是本领域中任何一种常规的脱水技术，但是为了提高脱水效率以及效果，优选地，脱水处理为在无水乙醇中进行，并且脱水时间为2-5s。
同时，在本发明中，去油工序可以一步完成，也可以多步完成，为了进一步提高去油的效果，优选地，去油步骤为：先将铝制套管1与丙酮溶液中进行一级去油，然后将一级去油后的铝制套管1于去油液中进行二级去油；其中，去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂。
在上述去油液中，各组分的含量可以在宽的范围内选择，为了进一步提高去油效果，优选地，在去油液中，碳酸钠的浓度为15-25g/L，磷酸钠的浓度为15-25g/L，乳化剂的浓度为2-5g/L。其中，乳化剂的种类也可以在宽的范围内选择，但是从成本上以及去油效果上综合考虑，更优选地，乳化剂为牌号OP-10的乳化剂。为了进一步提高去油效果，进一步优选地，二级去油在超声波存在下进行。
在上述分布去油工序中，去油的时间和温度可以在在宽的范围内选择，但是为了使得趣游效果更佳优异，优选地，丙酮溶液的温度为45-55℃，一级去油与二级处理的时间各自独立为15-20min。
在本发明的碱洗中，可以通过本领域中任意的一种碱液进行，但是从碱洗效果上考虑，优选地，碱洗于氢氧化钠溶液中进行。更优选地，氢氧化钠溶液的浓度为8-12重量％，碱洗至少还满足以下条件：温度为40-60℃，时间为10-20s。
在本发明的酸洗中，可以通过本领域中任意的一种酸液进行，但是从酸洗效果上考虑，优选地，酸洗于硝酸水溶液中进行。更优选地，硝酸水溶液的浓度为30-40体积％，碱洗时间为10-20s。
此外，在本发明的脱水处理中，为了进一步提高脱水效果，优选地，在脱水处理之后，该制备方法还包括：在保护气的存在下进行干燥处理。
另外，为了进一步提高制得的铝制绝缘套管绝缘效果，优选地，干燥处理至少满足以下条件：处理温度80-100℃，处理时间为10-20min。
在上述内容的基础上，为了在相关工序结束后去除残留的化学物质，以便于下步工序中能够取得更优异的效果，优选地，在去油、碱洗、酸洗、阳极氧化处理、着色处理中的任意一者或者多者之后，制备方法还包括将铝制套管1于水中进行清洗。
本发明还提供了一种铝制绝缘套管，该铝制绝缘套管根据上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
A：先将铝制套管1充分去油置于50℃的丙酮溶液中浸泡15min；接着将浸泡处理后的铝制套管1放入去油液中超声浸泡17min；然后将浸泡处理后的铝制套管1在热水中浸泡0.7min。其中，去油液中含有20g/L的碳酸钠，20g/L的磷酸钠和3g/L的乳化剂(OP-10)。
B：将去油后的铝制套管1置于温度为50℃的10重量％的氢氧化钠溶液中15s，接着在流动的热水中进行清洗20s，最后在流动的去离子水中进行清洗20s。
C：将碱洗后的铝制套管1于33体积％的硝酸溶液中酸洗15s，然后在流动的纯水中进行清洗20s。
D：将1.5mm粗细的铝丝掰弯曲后，将铝制套管套入铝丝上，往铝丝中间拉，明显感觉到有阻力即可，以确保两者接触紧密；可同时在一根铝丝上套入多个铝制套管。将酸洗后的铝制套管1于190g/L的H2SO4溶液中进行阳极氧化处理(操作时外加两块不锈钢板连接电源负极放入H2SO4溶液中)，其中，电解电压：10V，电流密度：0.7A/dm2，处理时间为40min，氧化膜的沉积速度为3.5um/h；然后将阳极氧化处理后的铝制套管1在流动的水中进行清洗20s。
E：将沉积氧化膜后的铝制套管1置于80℃的着色液中浸泡15min，接着将重色后的铝制套管1在流动的水中进行清洗50s。其中，着色液中含有100g/L的重铬酸钾、18g/L的碳酸钠以及水。
F：在无水乙醇中对清洗后的铝制套管1进行脱水3s；接着用氮气将铝制套管1吹干，最后在90℃下干燥15min以制得铝制绝缘套管A1(如图2所示)。
实施例2
A：先将铝制套管1充分去油置于45℃的丙酮溶液中浸泡13min；接着将浸泡处理后的铝制套管1放入去油液中超声浸泡15min；然后将浸泡处理后的铝制套管1在热水中浸泡0.5min。其中，去油液中含有15g/L的碳酸钠，15g/L的磷酸钠和2g/L的乳化剂(OP-10)。
B：将去油后的铝制套管1置于温度为40℃的8重量％的氢氧化钠溶液中10s，接着在流动的热水中进行清洗10s，最后在流动的去离子水中进行清洗10s。
C：将碱洗后的铝制套管1于30体积％的硝酸溶液中酸洗10，然后在流动的纯水中进行清洗10。
D：将1.5mm粗细的铝丝掰弯曲后，将铝制套管套入铝丝上，往铝丝中间拉，明显感觉到有阻力即可，以确保两者接触紧密；可同时在一根铝丝上套入多个铝制套管。将酸洗后的铝制套管1于180g/L的H2SO4溶液中进行阳极氧化处理(操作时外加两块不锈钢板连接电源负极放入H2SO4溶液中)，其中，电解电压：8V，电流密度：0.5A/dm2，处理时间为35min，氧化膜的沉积速度为3um/h；然后将阳极氧化处理后的铝制套管1在流动的水中进行清洗10s。
E：将沉积氧化膜后的铝制套管1置于75℃的着色液中浸泡8min，接着将重色后的铝制套管1在流动的水中进行清洗45s。其中，着色液中含有80g/L的重铬酸钾和15g/L的碳酸钠。
F：在无水乙醇中对清洗后的铝制套管1进行脱水2s；接着用氮气将铝制套管1吹干，最后在80℃下干燥10min以制得铝制绝缘套管A2。
实施例3
按照实施例1的方法进行制得铝制绝缘套管A3，不同的是，在步骤D中，利用细镍丝对铝制套管进行捆绑处理，然后进行后续步骤。
检测例1
将制得的A1、A2、A3进行比对，具体结果如下：1)外观检测：A1、A2套管表层颜色均匀，均为绿色，A1颜色较A2相比，颜色略深，A3表层颜色均匀性差，利用显微镜观测表层，A1最好，A2其次，A3最差。
2)表面硬度检测：利用手术刀在A1、A2、A3表层轻轻来回刮擦，看表层路出新鲜银白色铝层时间，以判断硬度以及膜层厚度；结果显示：A1＞A2＞A3。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种铝制绝缘套管的制备方法，其特征在于，包括：
1)将铝制套管进行去油、碱洗和酸洗处理；
2)将所述酸洗后的铝制套管于硫酸溶液中进行阳极氧化处理；
3)将所述阳极氧化处理后的铝制套管于着色液中进行着色处理，然后进行脱水处理以制得所述铝制绝缘套管；
其中，所述着色液含有重铬酸钾、碳酸钠和水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述着色液中，所述重铬酸钾的浓度为80-120g/L，所述碳酸钠的浓度为15-20g/L；
优选地，所述着色处理至少满足以下条件：着色温度为75-85℃，着色时间为8-20min。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述硫酸溶液的浓度为180-200g/L，所述阳极氧化处理还满足以下条件：电解电压为8-12V，电流密度为0.5-0.8A/dm2，氧化膜的沉积速度为3-4um/h，处理时间为35-45min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述脱水处理为在无水乙醇中进行，并且脱水时间为2-5s。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述去油为：先将所述铝制套管与丙酮溶液中进行一级去油，然后将所述一级去油后的铝制套管于去油液中进行二级去油；
其中，所述去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，在所述去油液中，所述碳酸钠的浓度为15-25g/L，所述磷酸钠的浓度为15-25g/L，所述乳化剂的浓度为2-5g/L；
优选地，所述乳化剂为牌号OP-10的乳化剂；
更优选地，所述二级去油在超声波存在下进行；
进一步优选地，所述丙酮溶液的温度为45-55℃，所述一级去油与二级处理的时间各自独立为15-20min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述碱洗于氢氧化钠溶液中进行；
优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为8-12重量％，所述碱洗至少还满足以下条件：温度为40-60℃，时间为10-20s；
更优选地，所述酸洗于硝酸水溶液中进行；
进一步优选地，所述硝酸水溶液的浓度为30-40体积％，所述碱洗时间为10-20s。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，在所述脱水处理之后，所述制备方法还包括：在保护气的存在下进行干燥处理；
优选地，所述干燥处理至少满足以下条件：处理温度80-100℃，处理时间为10-20min；
更优选地，在所述去油、碱洗、酸洗、阳极氧化处理、着色处理中的任意一者或者多者之后，所述制备方法还包括将所述铝制套管于水中进行清洗。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述铝制套管内设置有铝丝，作为阳极氧化导电材料。
10.一种铝制绝缘套管，其特征在于，所述铝制绝缘套管根据权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而得。
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